專利名稱：檢測痕量農(nóng)藥殘留物的電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)藥殘留物檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的 電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備，本發(fā)明還涉及采用所述的電致化學(xué)發(fā)光傳感器測農(nóng)產(chǎn)品樣本 中痕量農(nóng)藥殘留的方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)藥殘留物根據(jù)農(nóng)藥用途不同，主要包含殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等。農(nóng)藥殘留物 干擾生物體的正常行為及與生殖、發(fā)育相關(guān)的正常激素的合成、貯存、分泌、體內(nèi)運(yùn)輸、結(jié) 合、清除等過程。目前農(nóng)藥殘留物已成為迫切需要治理的新一代環(huán)境污染物、食品污染物，微量的 農(nóng)藥殘留物即可對正常激素作用產(chǎn)生影響，干擾內(nèi)分泌機(jī)能，引起哺乳動(dòng)物及人類的生殖 障礙、發(fā)育異常及某些病理性損傷。這類物質(zhì)在人們每天使用的農(nóng)產(chǎn)品、肉類食品中存在。 如果農(nóng)藥殘留不能得得到及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測，它們就可能進(jìn)入機(jī)體，并在體內(nèi)直接或間接影 響正常的激素代謝，給人類健康帶來嚴(yán)重的危害。大量使用農(nóng)藥嚴(yán)重污染環(huán)境甚至危及人類健康，同時(shí)農(nóng)殘超標(biāo)也是我國農(nóng)產(chǎn)品出 口的嚴(yán)重隱患。隨著人們生活水平與環(huán)保意識的提高，對環(huán)境、食品衛(wèi)生安全呼聲越來越 高。除了嚴(yán)格控制高毒高殘留農(nóng)藥的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施放等環(huán)節(jié)，還必須不斷研究新的檢測方 法。建立一種高靈敏度和特異性的快速篩檢農(nóng)藥殘留物的方法，便成為當(dāng)前該研究領(lǐng) 域亟需解決的問題之一。目前已有的農(nóng)藥殘留物檢測或篩檢方法主要包括主要包括生物檢 測技術(shù)、毛細(xì)管電泳、HPLC或LC-MS聯(lián)用技術(shù)檢測及儀器監(jiān)測方法等，但是這些檢測或篩檢 方法存在不足1.生物監(jiān)測技術(shù)常用方法為生物傳感器和免疫分析技術(shù)，這兩種技術(shù)多用于分析 氨基甲酸酶類農(nóng)藥，其主要優(yōu)點(diǎn)是選擇專一性和分析成本低。正是由于選擇專一性，使得一 次只能分析一種農(nóng)藥，這就與現(xiàn)代農(nóng)藥的多殘留分析有所偏差，而且被測農(nóng)藥的種類也受 到限制。2.毛細(xì)管電泳(CE)所需樣品量極少，一般只需幾納克，靈敏度主要通過更靈敏的 檢測器或樣品預(yù)濃縮技術(shù)來解決。紫外檢測器能檢測到幾個(gè)問，但因樣品用量只有幾個(gè)nL 的體積，故所用濃度被限制在10_6級，因此在使用UV檢測器測定農(nóng)殘時(shí)樣品一般要經(jīng)過濃 縮才能達(dá)到要求。3.借助于HPLC或LC-MS聯(lián)用技術(shù)等大型精密儀器建立起來的農(nóng)藥殘留物儀器 檢測方法，對農(nóng)藥殘留物的檢測雖說具有很高的靈敏度，但是該方法不能一次就鑒定出分 析物的結(jié)構(gòu)，往往還需要用GC-MS確認(rèn)結(jié)構(gòu)，技術(shù)成本較高，傳統(tǒng)方法所需的時(shí)間一般都較 長，有的甚至長達(dá)幾個(gè)小時(shí)，操作復(fù)雜，不能用于現(xiàn)場的快速檢測。4.以上幾種方法對于農(nóng)藥殘留物的檢測和分析，一般都存在檢測靈敏度低、成本 高、結(jié)果假陽性、檢測過程復(fù)雜、檢測單一、試劑用量大、不適于現(xiàn)場快速檢測等缺點(diǎn)，因此不能滿足實(shí)際檢測的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種檢測速度快、靈敏度高、高通量，試劑用量 少，檢測痕量農(nóng)藥殘留物的電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備及檢測方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種檢測痕量農(nóng)藥殘 留物的電致化學(xué)發(fā)光傳感器制備方法，其特征是包括以下步驟(1)選擇能與農(nóng)藥殘留物相互作用的識別體；(2)利用納米材料，按照現(xiàn)有方法制造出納米材料；(3)制備出量子點(diǎn)材料溶液；(4)利用組裝表面修飾技術(shù)等，將碳納米管或者石墨烯和量子點(diǎn)材料及識別體修 飾電極表面上，制作電致化學(xué)發(fā)光傳感器。本發(fā)明所述碳納米管或石墨烯、量子點(diǎn)材料和識別體修飾到感器表面包括以下步 驟(1)將所用電極用0.05 μ m的氧化鋁粉仔細(xì)地打磨，超聲波清洗，再分別用lmol/L HNO3, Imol/LNaOH清洗，然后用二次水徹底清洗，吹干；(2)將納米材料超聲分散處理，制備分散的納米溶液；(3)將處理好的電極浸泡在步驟(2)得到納米溶液中3-lOmin，取出晾干；(4)將制備的量子點(diǎn)材料溶液超聲處理10-40min，得到分散的量子點(diǎn)材料溶液；(5)向步驟(3)中處理過的電極滴上經(jīng)步驟⑷處理過的量子點(diǎn)材料；(6)將步驟(5)中制備的電極在室溫下干燥15min ；(7)將步驟(6)制備的電極在識別體溶液中浸泡5-lOmin，取出晾干。本發(fā)明還包括以下步驟將電致化學(xué)發(fā)光傳感器放置2h后使用。本發(fā)明所述使用納米材料可以為單壁碳納米管、多壁碳納米管或者石墨烯。本發(fā)明所述為CdTe量子點(diǎn)溶液、CdSe量子點(diǎn)溶液。本發(fā)明所述識別體為對磺酸基杯[4]芳烴、4-叔丁基杯[4]芳烴、杯[6]芳烴、杯 [8]芳烴磺酸鈉、對-二甲氨甲基-杯[8]芳烴、α、β、Y-環(huán)糊精。一種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的方法，其特征是包括如下步驟將按上述任意一種方 法制得的電致化學(xué)發(fā)光傳感器配合電致化學(xué)發(fā)光儀，對環(huán)境、食品樣品中的農(nóng)藥殘留物進(jìn) 行檢測。本發(fā)明的有益效果1.農(nóng)藥殘留物電致化學(xué)發(fā)光傳感器制備方法，將量子點(diǎn)材料接入到納米管或者石 墨烯上連接到電極表面制備電致化學(xué)發(fā)光傳感器，使得所制備的農(nóng)藥殘留物電致化學(xué)發(fā)光 傳感器具有更高的靈敏性和檢測范圍。2.將表面修飾技術(shù)應(yīng)用到電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備當(dāng)中，使得納米管或者石墨 烯和量子點(diǎn)增效的農(nóng)藥殘留物電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備具有可控性，提高了電致化學(xué)發(fā) 光傳感器的靈敏度和準(zhǔn)確性。3.本發(fā)明所得到的量子點(diǎn)接入到碳納米管或石墨烯的痕量農(nóng)藥殘留物電致化學(xué)發(fā)光傳感器，在量子點(diǎn)上同時(shí)接入對目標(biāo)分子相互作用的識別體，可以實(shí)現(xiàn)樣本中農(nóng)藥殘 留物的高特異性、高靈敏度、快速檢測。4.本發(fā)明的電致化學(xué)發(fā)光傳感器的特異性強(qiáng)，由于目標(biāo)分子識別體連接到量子點(diǎn) 上，樣品中其它非特異性分子對檢測結(jié)果無影響；靈敏度高，可以達(dá)到ng級；檢測速度快， 完成一個(gè)基本檢測過程僅需3-5分鐘的時(shí)間，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量樣本的高通量篩選， 試劑用量少，檢測一個(gè)樣品只需要幾十微升試劑；成本低。5.電致化學(xué)發(fā)光傳感器檢測環(huán)境農(nóng)藥殘留物方法，操作快速簡單，反應(yīng)及結(jié)果均 由儀器自動(dòng)完成和記錄，避免了主觀因素的影響，并保證有很好的重復(fù)性，便于現(xiàn)場檢測。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。附圖為納米管(石墨烯類似)、量子點(diǎn)材料和目標(biāo)分子識別體修飾到電極表面制 備電致化學(xué)發(fā)光傳感器表面過程示意圖。
具體實(shí)施例方式一種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的電致化學(xué)發(fā)光傳感器制備方法，其特征是包括以下步 驟(1)選擇能與農(nóng)藥殘留物作用的識別體；(2)利用制備出的量子點(diǎn)材料溶液增效，結(jié)合碳納米管或者石墨烯構(gòu)建傳感器；(3)利用組裝修飾技術(shù)，將碳納米管或者石墨烯、量子點(diǎn)材料和識別體修飾到電極 表面制備電致化學(xué)發(fā)光傳感器。本發(fā)明所述碳納米管或者石墨烯、量子點(diǎn)材料和目標(biāo)分子識別體修飾到電致化學(xué) 發(fā)光傳感器表面包括以下步驟(1)將所用電極用0.05 μ m的氧化鋁粉仔細(xì)地打磨，超聲波清洗，再分別用lmol/L HNO3, Imol/LNaOH清洗，然后用二次水徹底清洗，吹干；(2)將制備的納米材料分散，制備分散的納米材料溶液；(3)將處理好的電極浸泡在步驟(2)中得到的納米材料溶液中3-lOmin，取出晾 干；(4)將制備的量子點(diǎn)材料溶液超聲處理10-40min，得到分散的量子點(diǎn)材料溶液；(5)向步驟(3)中處理過的電極滴上經(jīng)步驟(4)處理過的量子點(diǎn)材料；(6)將步驟(5)中制備的電極在室溫下干燥15min ；(7)將步驟(6)制備的電極在識別體溶液中浸泡5-lOmin，取出洗凈，晾干。本發(fā)明還包括以下步驟 將電致化學(xué)發(fā)光傳感器放置2h后使用。本發(fā)明所述使用納米材料可以為單壁碳納米管、多壁碳納米管或者石墨烯。本發(fā)明所述為CdTe量子點(diǎn)溶液、CdSe量子點(diǎn)溶液。本發(fā)明所述識別體為對磺酸基杯[4]芳烴、4-叔丁基杯[4]芳烴、杯[6]芳烴、杯 [8]芳烴磺酸鈉、對-二甲氨甲基-杯[8]芳烴、α、β、Y-環(huán)糊精。一種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的方法，其特征是包括如下步驟將按上述任意一種方法制得的電致化學(xué)發(fā)光傳感器配合電致化學(xué)發(fā)光儀，對環(huán)境、食品樣品中的農(nóng)藥殘留物進(jìn) 行檢測。實(shí)施例1 (有機(jī)磷類，如敵百蟲)—種檢測敵百蟲的分子印跡膜化學(xué)發(fā)光傳感器制備方法，包括以下步驟(1)選擇能與敵百蟲作用的識別體對磺酸基杯[4]芳烴；(2)碳納米管溶液制備在超聲攪拌的條件下，將2mg多壁碳納米管加入到ImL 二 甲基亞砜溶液中，從而獲得黑色懸濁液即多壁碳納米管溶液；(3)取制備好的多壁碳納米管溶液20 μ L，超聲30min，得到均勻分散的多壁碳納 米管溶液；(4) CdTe量子點(diǎn)溶液制備在N2保護(hù)下，將現(xiàn)制得NaHTe為Te前驅(qū)體，與CdCl2反 應(yīng)，巰基乙酸作為穩(wěn)定劑的條件下，制得水溶性CdTe量子點(diǎn)溶液；(5)取制備好的CdTe溶液20 μ 1，超聲20min，得到均勻分散的CdTe量子點(diǎn)溶液；(6)工作電極選用玻璃碳電極，將工作電極表面用0.05 μ m的氧化鋁粉打磨，超聲 波清洗，再分別用lmol/L HNO3, lmol/L NaOH清洗，然后用二次水徹底清洗數(shù)次，吹干，保證 電極表面光亮無雜質(zhì)；(7)將玻璃碳電極表面浸泡在多壁碳納米管溶液中5min，然后將電極取出在室溫 下干燥lOmin，再在玻璃碳電極表面上滴加5 μ L制備CdTe量子點(diǎn)溶液，晾干，浸泡在對磺酸 基杯[4]芳烴溶液中5分鐘，取出晾干，在室溫下干燥lOmin。將玻璃碳電極保存在4°C的 冰箱中，當(dāng)電極用二次水徹底清洗以后，制備成功電致化學(xué)發(fā)光傳感器。將制得敵百蟲電致化學(xué)發(fā)光傳感器配合電致化學(xué)發(fā)光儀，對環(huán)境、食品樣品提取 液中的敵百蟲進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1。利用上述同樣方法，但電化學(xué)傳感器表面未加量子點(diǎn) CdTe溶液，制備敵百蟲電化學(xué)傳感器，連接電化學(xué)工作站，對環(huán)境、食品樣品提取液中的敵 百蟲分子進(jìn)行實(shí)際檢測，結(jié)果見表1。表1本發(fā)明敵百蟲電致化學(xué)發(fā)光傳感器與普通敵百蟲電化學(xué)傳感器檢測效果對 比
權(quán)利要求
一種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備方法，其特征是包括以下步驟1.1選擇能識別農(nóng)藥殘留物識別體；1.2利用納米材料，按照現(xiàn)有方法制備出納米材料；1.3制備出量子點(diǎn)材料溶液；1.4利用電極表面修飾技術(shù)，將石墨烯或納米管和量子點(diǎn)修飾到傳感器電極表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電極制備方法，其特征是所述納米或者石墨烯和量子點(diǎn)及農(nóng)藥 識別體修飾到傳感器電極表面包括以下步驟2. 1將工作電極表面用0. 05 ym的氧化鋁粉打磨，超聲波清洗，再分別用lmol/L HN03, lmol/L NaOH清洗，然后用二次水徹底清洗數(shù)次，吹干；2. 2將制備的納米溶液超聲處理3-lOmin，得到分散的納米溶液；2. 3將工作電極表面浸泡于分散的納米溶液中5-10分鐘，取出晾干；2. 4將制備出的量子點(diǎn)超聲分散10-40min，得到分散的量子點(diǎn)溶液；2. 5將步驟2. 3處理過的電極上滴加步驟2. 4制得量子點(diǎn)溶液；2.6將步驟2. 5中晾干的工作電極再浸泡于識別體溶液中5-10分鐘，然后用二次水徹 底清洗數(shù)次，吹干。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電極制備方法，其特征是所述納米材料溶液為納米管、石墨烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電極制備方法，其特征是所述量子點(diǎn)為CdTe、CdSe。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極制備方法，其特征是所述CdTe量子點(diǎn)溶液采用以下步 驟制成在N2保護(hù)下，將現(xiàn)制得NaHTe為Te前驅(qū)體，與CdCl2反應(yīng)，巰基乙酸作為穩(wěn)定劑的 條件下，制得水溶性CdTe量子點(diǎn)溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極制備方法，其特征是所述CdSe量子點(diǎn)溶液采用以下步 驟制成Se粉溶于三辛基磷(TOP)中值得Se前軀體，CdO溶于油酸、十八烯中通氬氣加熱， 制得油相CdSe加入水相，制得水溶性CdSe量子點(diǎn)溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述電極制備方法，其特征是所述農(nóng)藥識別體為對磺酸基杯[4] 芳烴、4-叔丁基杯[4]芳烴、杯[6]芳烴、杯[8]芳烴磺酸鈉、對-二甲氨甲基-杯[8]芳 烴、a、日、環(huán)糊精；納米材料為納米管、石墨烯；量子點(diǎn)為CdTe、CdSe。
8.—種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的方法，其特征是包括如下步驟將權(quán)利要求1所述的電 致化學(xué)發(fā)光傳感器配合電致化學(xué)發(fā)光儀，用于對環(huán)境、食品樣品中的農(nóng)藥殘留物的檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測農(nóng)藥殘留物的電致化學(xué)發(fā)光傳感器及檢測農(nóng)藥殘留物的方法。電極制備方法(示意圖見附圖)，包括以下步驟選擇農(nóng)藥殘留物的識別體；制備量子點(diǎn)及按照文獻(xiàn)制備石墨烯納米材料；利用電極表面修飾技術(shù)，將納米材料和量子點(diǎn)及識別體修飾到傳感器電極表面上。一種檢測痕量農(nóng)藥殘留物的方法，包括如下步驟將修飾好的電極連接到電致化學(xué)發(fā)光儀，對樣品提取液中的農(nóng)藥殘留物進(jìn)行檢測。本發(fā)明的電極的特異性強(qiáng)，靈敏度高，可以達(dá)到ng級；完成一個(gè)基本檢測過程僅需3-5分鐘的時(shí)間；成本低。電極檢測農(nóng)藥殘留物方法，操作快速簡單，反應(yīng)及結(jié)果均由儀器自動(dòng)完成和記錄。
文檔編號G01N21/76GK101995402SQ20101050759
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者萬夫偉, 于京華, 盧娟娟, 張萌, 楊萍, 王壽梅, 王少偉, 葛慎光, 葛磊, 藏德進(jìn), 趙珮妮, 閆紀(jì)憲, 顏梅, 高偉強(qiáng), 黃加棟 申請人:濟(jì)南大學(xué)